Fördelar och begränsningar med multifoton laserskanningsmikroskopi
Fördelar
① Excitation utförs med rött eller infrarött ljus, vilket leder till svag ljusspridning. Spridning av små partiklar är omvänt proportionell mot våglängdens fjärde potens.
② Inget nålhål krävs, vilket gör att fler spridda fotoner från bildplanet kan samlas in.
③ Ett nålhål kan inte särskilja spridda fotoner som emitteras från områden som inte är i fokus eller från brännpunkten. Multifotonmikroskopi uppnår ett utmärkt signal-brusförhållande för djupavbildning.
④ Ultraviolett eller synligt ljus som används för excitation med en foton tenderar att absorberas och dämpas av provet innan strålen når fokalplanet, vilket försvårar excitation av djupa lager.
⑤ För biologisk mikroskopisk observation är det primära övervägandet att bevara den biologiska aktiviteten hos prover, upprätthålla fukt, jonkoncentration och cirkulationen av syre och näringsämnen. För optisk observation måste både värme och fotonenergi hållas inom strålningsnivåer som inte skadar celler.
⑥ Multifotonmikroskop har många andra fördelar. När det gäller 3D-upplösning, djup penetration, spridningseffektivitet, bakgrundsljus, signal-brusförhållande och kontrollerbarhet, har de överlägsna egenskaper som är otillgängliga eller ojämförbara med konventionella lasermikroskop.
Multifoton konfokala laserskanningsmikroskop har utvidgats till olika forsknings- och tillämpningsområden. De möjliggör tredimensionell icke-invasiv observation av prover under naturliga förhållanden och förbättrar systemets upplösning och signal-brusförhållande. Genom att använda förändringar i materialegenskaper som induceras av multifotonexcitation kan 3D-datalagring med hög densitet och mikrotillverkning i godtyckliga tredimensionella riktningar också realiseras, vilket ger högt tillämpningsvärde. Det förväntas att med ytterligare framsteg inom mekanik, material, laserteknik och andra områden relaterade till multifotonkonfokalmikroskopi, kommer multifotonkonfokala laserskanningsmikroskop att uppnå större utveckling och bredare tillämpning.
Begränsningar
① Den stöder endast fluorescensavbildning.
② Om provet innehåller kromoforer som absorberar excitationsljus (som pigment), kan termisk skada på provet uppstå.
③ Upplösningen är något reducerad. Även om detta kan förbättras genom att samtidigt anta ett konfokalt nålhål, kommer signalförlust att inträffa.
④ Begränsade av dyra ultrasnabba lasrar, kommer multifotonskanningsmikroskop med en relativt hög kostnad.
